RU180825U1

RU180825U1 - Supporting part of the bridge

Info

Publication number: RU180825U1
Application number: RU2017118218U
Authority: RU
Inventors: Алексей Степанович Ипанов; Анатолий Арсангалеевич Адамов; Иван Михайлович Патраков; Андрей Викторович Копытов; Николай Васильевич Кочнев; Вера Игоревна Цаплина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Альфатех"
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2018-06-26

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно к механическим устройствам, применяемым в мостостроении. Устройство может быть применено при строительстве и реконструкции мостов и других искусственных сооружений в качестве промежуточного звена, передающего эксплуатационные нагрузки от пролетных строений к опорам.Задачей полезной модели является повышение надежности опорных частей.Техническим результатом является повышение несущей способности полимерного материала в сферической плоскости скольжения при возникновении в ходе эксплуатации горизонтальных нагрузок, составляющих от 50% до 100% от расчетной вертикальной нагрузки на опорную часть моста.Опорная часть моста содержит верхнюю неподвижную опорную плиту с шаровым сегментом, подвижную плиту и нижнюю неподвижную опорную плиту, передающие нагрузку от пролетного строения моста на опору моста, при этом шаровой сегмент верхней неподвижной опорной плиты и подвижная плита размещены с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, и взаимодействуют с возможностью обеспечения требуемого коэффициента трения и поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений пролетного строения относительно опоры за счет попарно контактирующих между собой слоев скольжения, один из которых выполнен из полимера, а другой из металла, при этом в паре скольжения с плоскими поверхностями полимерный слой нанесен на нижнюю часть подвижной плиты, а ответный ему металлический слой скольжения расположен на верхней части нижней неподвижной опорной плиты, а в сферической паре скольжения полимерный слой нанесен на выпуклую частью шарового сегмента верхней неподвижной опорной плиты, а ответный ему металлический слой скольжения расположен на вогнутой части подвижной плиты, при этом на наружной поверхности полимерного слоя шарового сегмента и подвижной плиты выполнены углубления для смазки.The utility model relates to the field of construction, namely to mechanical devices used in bridge construction. The device can be used in the construction and reconstruction of bridges and other man-made structures as an intermediate link transferring operational loads from spans to supports. The objective of the utility model is to increase the reliability of the supporting parts. The technical result is to increase the bearing capacity of the polymer material in the spherical slip plane when during operation, horizontal loads ranging from 50% to 100% of the estimated vertical load on the support h part of the bridge. The supporting part of the bridge contains an upper fixed base plate with a spherical segment, a movable plate and a lower fixed base plate, transferring the load from the bridge span to the bridge support, while the spherical segment of the upper fixed base plate and the movable plate are arranged with the arrangement of sliding layers with mating spherical surfaces above the sliding layers with mating flat surfaces, and interact with the ability to provide the required coefficient of friction and rotary and horizontal in reciprocating in the specified limits and directions of movement of the superstructure relative to the support due to pairwise contacting sliding layers, one of which is made of polymer, and the other is made of metal, while in a pair of sliding with flat surfaces the polymer layer is applied to the lower part of the movable plate and the metallic sliding layer responding to it is located on the upper part of the lower fixed base plate, and in the spherical sliding pair the polymer layer is deposited on the convex part of the spherical segment the upper fixed base plate, and the metallic sliding layer responding to it is located on the concave part of the movable plate, while lubrication recesses are made on the outer surface of the polymer layer of the spherical segment and the movable plate.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.The technical field to which the utility model belongs.

Заявляемая полезная модель относится к области строительства, а именно, к механическим устройствам, применяемым в мостостроении. Устройство может быть применено при строительстве и реконструкции мостов и других искусственных сооружений в качестве промежуточного звена, передающего эксплуатационные нагрузки от пролетных строений к опорам.The inventive utility model relates to the field of construction, namely, to mechanical devices used in bridge construction. The device can be used in the construction and reconstruction of bridges and other artificial structures as an intermediate link transferring operational loads from spans to supports.

Уровень техники.The level of technology.

Известна опорная часть моста (патент РФ №2 143 024, кл. МПК E01D 19/04, U1, дата публикации 20.12.1999 г), включающая нижний элемент, выполненный со сферической вогнутой рабочей поверхностью, на которой размещен листовой полимерный антифрикционный материал, и контактирующий с ним верхний элемент с опорной шаровой поверхностью, при этом, шаровая поверхность верхнего элемента по крайней мере в зоне контакта с листовым полимерным антифрикционным материалом выполнена с полированной поверхностью и с покрытием слоем хрома толщиной не менее 0,1 мм, причем в листовом полимерном антифрикционном материале в зоне контакта с верхним элементом образованы не более чем на 0,75 толщины листового полимерного антифрикционного материала сферические и/или цилиндрические лунки, заполненные смазкой. Недостатком известной опорной части является невысокая прочность слоя из полимерного материала при возникновении значительных горизонтальных нагрузок.The known supporting part of the bridge (RF patent No. 2143 024, class IPC E01D 19/04, U1, publication date 12/20/1999), comprising a lower element made with a spherical concave working surface on which a sheet of polymer antifriction material is placed, and the upper element in contact with it with a supporting spherical surface, while the spherical surface of the upper element, at least in the area of contact with the sheet polymer antifriction material, is made with a polished surface and coated with a layer of chromium with a thickness of at least 0.1 mm, and in fox spherical and / or cylindrical wells filled with grease are formed in the molded polymer antifriction material in the contact zone with the upper element by no more than 0.75 thickness of the sheet polymer antifriction material. A disadvantage of the known supporting part is the low strength of the layer of polymer material when significant horizontal loads occur.

Из известных устройств наиболее близкой является опорная часть моста (Патент РФ №146859, кл. МПК E01D 19/04, U1, дата публикации 20.10.2014), содержащая шаровой сегмент и опорные плиты, передающие нагрузку от сооружения на опору, при этом шаровой сегмент и опорные плиты размещены относительно друг друга с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, а шаровой сегмент, верхняя и нижняя опорные плиты взаимодействуют с возможностью обеспечения требуемого коэффициента трения поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений пролетного строения относительно опоры за счет попарно контактирующих между собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, при этом в каждой паре скольжения один из элементов пары скольжения выполнен металлическим, а другой выполнен с покрытием из радиационно-модифицированного политетрафторэтилена. Недостатком известной опорной части является невысокая прочность слоя из полимерного материала при возникновении значительных горизонтальных нагрузок. Раскрытие сущности полезной модели.Of the known devices, the closest part is the supporting part of the bridge (RF Patent No. 146859, class IPC E01D 19/04, U1, publication date 10/20/2014) containing a spherical segment and base plates that transfer the load from the structure to the support, while the spherical segment and base plates are arranged relative to each other with the arrangement of sliding layers with counter spherical surfaces above sliding layers with counter flat surfaces, and the spherical segment, upper and lower base plates interact with the possibility of providing the required coefficient of rotation and horizontal reciprocating within the specified limits and directions of movement of the span relative to the support due to pairwise contacting with each other spherical and flat surfaces of the slip layers, while in each slip pair one of the elements of the slip pair is made of metal, and the other is coated from radiation-modified polytetrafluoroethylene. A disadvantage of the known supporting part is the low strength of the layer of polymer material when significant horizontal loads occur. Disclosure of the essence of the utility model.

Задачей полезной модели является повышение надежности опорных частей.The objective of the utility model is to increase the reliability of the supporting parts.

Техническим результатом является повышение несущей способности полимерного материала в сферической плоскости скольжения при возникновении в ходе эксплуатации горизонтальных нагрузок, составляющих от 50% до 100% от расчетной вертикальной нагрузки, на опорную часть моста.The technical result is to increase the bearing capacity of the polymeric material in the spherical plane of the slip when horizontal loads occurring during operation, comprising from 50% to 100% of the calculated vertical load, on the supporting part of the bridge.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемая опорная часть моста содержит верхнюю неподвижную опорную плиту с шаровым сегментом, подвижную плиту и нижнюю неподвижную опорную плиту, передающие нагрузку от пролетного строения моста на опору моста, при этом шаровой сегмент верхней неподвижной опорной плиты и подвижная плита размещены с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, и взаимодействуют с возможностью обеспечения требуемого коэффициента трения и поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений пролетного строения относительно опоры за счет попарно контактирующих между собой слоев скольжения, один из которых выполнен из полимера, а другой из металла, при этом в паре скольжения с плоскими поверхностями полимерный слой нанесен на нижнюю часть подвижной плиты, а ответный ему металлический слой скольжения расположен на верхней части нижней неподвижной опорной плиты, а в сферической паре скольжения полимерный слой нанесен на выпуклую часть шарового сегмента верхней неподвижной опорной плиты, а ответный ему металлический слой скольжения расположен на вогнутой части подвижной плиты, при этом на наружной поверхности полимерного слоя шарового сегмента и подвижной плиты выполнены углубления для смазки.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed supporting part of the bridge contains an upper fixed base plate with a spherical segment, a movable plate and a lower fixed base plate, transferring the load from the bridge span to the bridge support, while the ball segment of the upper fixed base plate and the movable plate are placed with the location of the slip layers with mating spherical surfaces above the slip layers with mating flat surfaces, and interact with the ability to provide the required of the friction coefficient and rotary and horizontal reciprocating within the specified limits and directions of movement of the superstructure relative to the support due to pairwise contacting sliding layers, one of which is made of polymer, and the other is made of metal, while the polymer is in a pair of slip with flat surfaces the layer is deposited on the lower part of the movable plate, and the metallic sliding layer responding to it is located on the upper part of the lower stationary base plate, and in the spherical slip pair The black layer is applied to the convex part of the spherical segment of the upper fixed base plate, and the metallic sliding layer responding to it is located on the concave part of the movable plate, and lubrication recesses are made on the outer surface of the polymer layer of the spherical segment and the movable plate.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 изображена опорная часть с шаровым сегментом с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями.In FIG. 1 shows the supporting part with a spherical segment with the location of the slip layers with mating spherical surfaces above the sliding layers with mating flat surfaces.

На фиг. 2 изображена схема работы полимерного слоя в сферических поверхностях скольжения опорной части моста, с расположением полимерного слоя на шаровом сегменте верхней опорной плиты при действии горизонтальной силы N.In FIG. 2 shows a diagram of the operation of the polymer layer in the spherical sliding surfaces of the supporting part of the bridge, with the location of the polymer layer on the spherical segment of the upper base plate under the action of horizontal force N.

На фиг. 3 изображена схема работы полимерного слоя в сферических поверхностях скольжения опорной части моста, с расположением полимерного слоя в вогнутой части подвижной плиты, при действии горизонтальной силы N.In FIG. 3 shows a diagram of the operation of the polymer layer in the spherical sliding surfaces of the supporting part of the bridge, with the location of the polymer layer in the concave part of the movable plate, under the action of horizontal force N.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Верхняя неподвижная опорная плита 1 включает шаровой сегмент из конструкционной стали, на сферической поверхности которого нанесен полимерный слой 2. На наружной поверхности полимерного слоя 2, выполнены углубления для смазки 10. Верхняя неподвижная опорная плита 1 соединена с пролетным строением моста 3.The upper fixed base plate 1 includes a spherical segment made of structural steel, on the spherical surface of which a polymer layer 2 is applied. On the outer surface of the polymer layer 2, recesses are made for lubrication 10. The upper fixed base plate 1 is connected to the span of the bridge 3.

Сферическая часть шарового сегмента верхней неподвижной опорной плиты 1 плотно контактирует с металлическим слоем скольжения 4, центрального сферического углубления подвижной плиты 5. Подвижная плита 5, на нижнюю плоскую поверхность которой нанесен полимерный слой 6 на котором выполнены углубления для смазки 10, контактирует с металлическим слоем скольжения 7 нижней неподвижной опорной плиты 8, которая соединена с бетонной опорой моста 9.The spherical part of the spherical segment of the upper fixed base plate 1 is in close contact with the metal slip layer 4, the central spherical recess of the movable plate 5. The movable plate 5, on the lower flat surface of which is coated a polymer layer 6 on which grooves for lubrication 10 are made, is in contact with the metal slip layer 7 of the lower fixed base plate 8, which is connected to the concrete support of the bridge 9.

Опорная часть моста работает следующим образом:The supporting part of the bridge works as follows:

Вертикальная сила Р от пролетного строения моста 3 через верхнюю неподвижную опорную плиту 1 и ее шаровой сегмент, через плотный контакт полимерного слоя 2 передается на сферическую вогнутую поверхность металлического слоя скольжения 4 подвижной плиты 5.The vertical force P from the span of the bridge 3 through the upper fixed base plate 1 and its spherical segment, through the tight contact of the polymer layer 2 is transmitted to the spherical concave surface of the metal sliding layer 4 of the movable plate 5.

Шаровой сегмент верхней неподвижной опорной плиты 1 и ответная ему вогнутая поверхность подвижной плиты 5 за счет пары скольжения из полимерного материала 2 и металлического слоя скольжения 4 обеспечивают поворотные перемещения пролетного строения моста 3 относительно опоры моста 9 с требуемым коэффициентом трения в заданных пределах.The spherical segment of the upper fixed base plate 1 and the concave surface of the movable plate 5 corresponding to it, due to the sliding pair of polymer material 2 and the metal sliding layer 4, provide rotational movements of the bridge span 3 relative to the bridge support 9 with the required friction coefficient within the specified limits.

Подвижная плита 5 обеспечивает горизонтальное перемещение пролетного строения относительно опоры моста 9 с требуемым коэффициентом трения в заданных пределах и передает нагрузку через слои скольжения полимерного слоя 6 подвижной плиты 5 и металлический слой скольжения 7 нижней неподвижной опорной плите 8.The movable plate 5 provides horizontal movement of the span relative to the bridge support 9 with the required coefficient of friction within the specified limits and transfers the load through the slip layers of the polymer layer 6 of the movable plate 5 and the metal slip layer 7 of the lower stationary base plate 8.

Нижняя неподвижная опорная плита 8 передает вертикальную нагрузку на бетонную опору моста 9.The lower fixed base plate 8 transfers the vertical load to the concrete support of the bridge 9.

В случаях возникновения горизонтальной силы N в направлениях, в которых необходимо обеспечение сохранения местоположения пролетного строения, горизонтальная сила N передается от пролетного строения моста 3 через верхнюю неподвижную опорную плиту 1 и ее шаровой сегмент, через плотный контакт полимерного слоя 2, передается на сферическую вогнутую поверхность с металлическим слоем скольжения 4 подвижной плиты 5.In the event of the emergence of a horizontal force N in the directions in which it is necessary to maintain the location of the span, the horizontal force N is transmitted from the span of the bridge 3 through the upper fixed base plate 1 and its spherical segment, through the tight contact of the polymer layer 2, is transmitted to a spherical concave surface with a metal layer of slip 4 of the movable plate 5.

Радиус сферических поверхностей скольжения обеспечивает неразборность конструкции. Схема приложения нагрузок обеспечивает допустимые деформации конструкции в упругой области.The radius of the spherical surfaces of the slide ensures the integrity of the structure. The load application circuit provides permissible structural deformations in the elastic region.

От подвижной плиты 5 горизонтальная сила N передается нижней неподвижной плите 8. Нижняя неподвижная плита 8 передает горизонтальную нагрузку на опору моста 9.From the movable plate 5, the horizontal force N is transmitted to the lower fixed plate 8. The lower fixed plate 8 transfers the horizontal load to the bridge support 9.

Горизонтальные перемещения пролетного строения в заданном направлении осуществляются за счет передвижения подвижной плиты 5 путем скольжения плоского полимерного слоя 6 по металлическому слою скольжения 7 нижней неподвижной опорной плиты 8.Horizontal movement of the span in a given direction is carried out by moving the movable plate 5 by sliding a flat polymer layer 6 along the metal layer of sliding 7 of the lower fixed base plate 8.

Углубления для смазки 10, в полимерном слое шарового сегмента 2 и подвижной плиты 6, обеспечивают снижение коэффициента трения при обеспечении заданных перемещений пролетного строения моста.The recesses for lubrication 10, in the polymer layer of the spherical segment 2 and the movable plate 6, provide a decrease in the coefficient of friction while ensuring the given displacements of the bridge span.

Как известно, прочность полимеров при смятии (сжатии) выше, чем при выдавливании (растяжении). Для примера, фторопласт-4 имеет модуль упругости при растяжении 410 МПа, при сжатии 686,5 МПа согласно Приложения 1 (справочное). «Дополнительные показатели фторопласта-4», ГОСТ 10007-80 «Фторопласт-4. Технические условия».As is known, the strength of polymers during crushing (compression) is higher than when extruding (stretching). For example, fluoroplast-4 has a tensile modulus of 410 MPa, with a compression of 686.5 MPa according to Appendix 1 (informative). “Additional indicators of fluoroplast-4”, GOST 10007-80 “Fluoroplast-4. Technical conditions. "

В опорной части моста, описанной в прототипе, с расположением полимерного слоя 2 в вогнутой части подвижной плиты 5, вероятность разрушения полимерного слоя 2 выше, за счет выдавливания (растяжения) по краю полимерного слоя 2, при воздействии горизонтальной нагрузки N. На Фиг. 3 показана зона выдавливания 11 полимерного слоя 2.In the supporting part of the bridge described in the prototype, with the polymer layer 2 in the concave part of the movable plate 5, the probability of destruction of the polymer layer 2 is higher due to extrusion (stretching) along the edge of the polymer layer 2 when exposed to a horizontal load N. FIG. 3 shows an extrusion zone 11 of the polymer layer 2.

В опорной части моста, предлагаемой полезной моделью, с расположением полимерного слоя 2 на шаровом сегменте верхней опорной плиты 1, вероятность разрушения полимерного слоя 2 ниже, за счет смятия (сжатия) слоя из полимера по краю, при действии горизонтальной нагрузки N. На Фиг. 2 показана зона смятия 12 полимерного слоя 2.In the supporting part of the bridge proposed by the utility model, with the polymer layer 2 located on the spherical segment of the upper base plate 1, the probability of destruction of the polymer layer 2 is lower due to crushing (compression) of the polymer layer along the edge under the action of a horizontal load N. FIG. 2 shows a crushing zone 12 of the polymer layer 2.

При нанесении полимерного слоя на выпуклый шаровой сегмент изменяются условия работы полимерного слоя при воздействии горизонтальной нагрузки, при этом ответный металлически слой скольжения наносится на вогнутую часть подвижной плиты. Такое расположение слоев, в сферических поверхностях скольжения опорной части, обеспечивает достижение указанного технического результата.When a polymer layer is applied to a convex spherical segment, the operating conditions of the polymer layer under the influence of horizontal load change, while the metallic response layer is applied to the concave part of the movable plate. This arrangement of the layers in the spherical sliding surfaces of the supporting part, ensures the achievement of the specified technical result.

Claims

1. The supporting part of the bridge, including the upper fixed base plate with the spherical segment, the movable plate and the lower stationary base plate, transferring the load from the bridge span to the bridge support, while the spherical segment of the upper fixed base plate and the movable plate are placed with the location of the sliding layers with mating spherical surfaces above the sliding layers with mating flat surfaces and interact with the ability to provide the required coefficient of friction and rotary and horizontal returns o-translational in the specified limits and directions of movement of the superstructure relative to the support due to pairwise contacting sliding layers, one of which is made of polymer, and the other is made of metal, while in the pair of sliding with flat surfaces the polymer layer is applied to the lower part of the movable plates, and the metallic sliding layer responding to it is located on the upper part of the lower fixed base plate, characterized in that in the spherical sliding pair the polymer layer is deposited on the convex part of the balls segment of the upper fixed base plate, and the metallic sliding layer responding to it is located on the concave part of the movable plate.

2. The supporting part of the bridge according to claim 1, characterized in that recesses for lubrication are made on the outer surface of the polymer layer of the spherical segment of the upper stationary base plate and the flat part of the movable plate.